2006.4

部品実装面積を1/2にする、2次側の同期整流用制御IC

図1　2次側の同期整流制御用IC「IR1167」 　インターナショナル・レクティファイアー・ジャパン（IRジャパン）は、部品点数を1/4に削減できる、スイッチング電源の2次側の同期整流制御用IC「IR1167」のサンプル出荷を開始した（図1）。従来は約20個の部品を必要とした回路の機能を、6個程度の部品で実現する。また、120W出力（19.5V/6.15A）のアダプタにおいて効率を約1％上げられるなど、効率の改善も可能。これらにより、プリント基板の部品実装面積を1/2にできるという（図2）。 　フライバック型や、共振型のハーフブリッジ・コンバータに向ける。 　2次側の同期整流回路は、整流回路のダイオードをFETと駆動回路に置き換え、導通時の順方向電圧を小さくして電力損失を抑える回路。これまで、2次側の同期整流用FETの制御は、カレントトランスを使った複雑な電流制御の回路が主流だった（図3）。効率や精度を高めるのが難しいだけでなく、約20個の部品が必要だったという。さらに、電源メーカーが回路のライセンスを持つため、ライセンス料のコストがかさむ。 図2　「IR1167」により部品の実装面積を1/2にする 実装部品数を1/4に削減。効率の向上によりFETパッケージの小型化し、ヒートシンクを無くすことも可能。 　IR1167は、同期整流用FETのドレイン-ソース間の電位差を検出し、オン/オフを制御する（図4）。電圧制御のため、従来の電流制御の回路と比較して精度が高い。外付け部品は抵抗器とコンデンサ、同期整流用のFETである。 　シンク/ソース電流は7A/2Aと大きく、高いスルーレートで同期整流用のFETを駆動してスイッチングロスを減らせる。これによりFETのパッケージを大型なTO-220からSO8と小さくし、ヒートシンクを取り除くこともできる。 図3　カレントトランスを使った2次側の同期整流回路 部品点数は約20個。 図4　「IR1167」を使った2次側の同期整流回路 部品点数は6個程度。FETのドレイン‐ソース間の電位差を検出して制御する。 　プロセスは、同社の200V耐圧のものを使用。動作電圧は20Vで、ゲートドライブ用の出力電圧は10.7Vまたは14.5Vと高いため、30V〜200V級のFETを低オン抵抗で制御できる。 　同じ方式で制御する同期整流用ICは、競合他社がすでに量産出荷している。しかし、ゲートドライブ用の出力電圧は最大値で5.5Vと低く、シンク電流/ソース電流も2A/3.5Aと小さいという。また、駆動電圧も4V〜5.5Vと低いため、比較的多くの外付け部品が必要だった。 　スイッチング周波数は、新たに開発した高速コンパレータの内蔵により500kHzまで対応する。 　待機時消費電力は1W。米国カリフォルニア州エネルギー委員会CEC（California energy commission）の80Plusに準拠する。パッケージは8端子のSOPとDIPがある。サンプル価格はSOPが290円、DIPが310円。設計支援として、外付け部品の設計ソフトと、専用の治具を準備している。 （川村 祥子） 連絡先：IRジャパン、03-3983-0837 Advertisement